Die Anforderungen an die Oberflächenqualität von Bauteilen und dementsprechend an die angewendeten Feinstbearbeitungsverfahren nehmen insbesondere in den Branchen Werkzeug- und Formenbau, Medizintechnik, Luftfahrt, Optik und Astronomie zu. Mit steigender Formkomplexität von ebenen und rotationssymmetrischen Flächen hin zu komplexen Freiformflächen steigt auch der Fertigungsaufwand signifikant. Daher kommen zahlreiche Fertigungs­verfahren zur Feinstbearbeitung von Plan- und Freiformflächen industriell zum Einsatz. Das magnetabrasive Polieren (MAP) gehört zu den Sonderfinish­verfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide sowie ungebundenem Korn und wird in einer großen Verfahrensvielfalt zur Oberflächenfeinstbearbeitung eingesetzt. Neben dem etablierten Einsatz auf Sondermaschinen bietet der Einsatz auf Bearbeitungszentren, mit welchen sich auch vorbereitende Bearbeitungsoperationen, wie z. B. Fräsen, durchführen lassen, besonderes Potenzial. Diese kombinierte Nutzung des Bearbeitungszentrums ermöglicht die Verkürzung von Prozessketten, die Vermeidung von Umspannfehlern und einen höheren Grad der Automatisierbarkeit von Oberflächenfeinstbearbeitungs­prozessen.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die grundlegende Erforschung der Wirkzusammenhänge beim MAP von para- und diamagnetischen Werkstoffen. Durch die Entwicklung empirischer Modelle soll eine Systematisierung des gewonnenen Wissens erzielt werden. Im Gegensatz zur Bearbeitung ferromagnetischer Werkstoffe, welche sich durch eine magnetische Permea­bilität µ >> 1 auszeichnen, ist nach Stand der Technik zur Bearbeitung para- (µ>1) und diamagnetischer (µ<1) Werkstoffe eine magnetische Werkstück­unterlage notwendig, welche die Bauteildicke und somit die universelle Anwendbarkeit des Verfahrens stark einschränkt. Das Vorhaben zielt darauf ab, solche Unterlagen durch ein neuartiges Werkzeugkonzept verzichtbar zu machen. So sollen Grundlagen geschaffen werden, welche die Entwicklungen von Methoden, Strategien und Werkzeugen für eine universelle und prozesssichere Anwendbarkeit einer MAP-Bearbeitung auf Bearbeitungs­zentren ermöglichen. Schlussendlich leisten diese Entwicklungen einen Beitrag dazu, die Potentiale der MAP-Prozesse zur Erfüllung steigender Anforderungen hinsichtlich der erzielbaren Oberflächenqualitäten an komplexgeformten Bauteilen aus beliebigen Werkstoffen nutzbar zu machen.

Grundlegende Wirkmechanismen sollen zunächst im Analogieversuch für ferromagnetische Werkstoffe untersucht und modelliert werden. Der wesentliche Teil des Vorhabens besteht anschließend im Übertrag auf para- und diamagnetische Werkstoffe, wozu das zuvor entwickelte modulare Werkzeugkonzept sowie die Modelle für den neuen Anwendungsfall angepasst und erweitert werden sollen. Als technologische Entwicklungsschwerpunkte sind hierzu insbesondere die gezielte Auslegung der Magnetfelder sowie die Optimierung der Pulverkinematik mit dem Ziel einer mechanischen Pulver­verdichtung durch strukturierte werkzeugseitige Funktionsflächen geplant. Ein weiterer Themenbereich ist die Auslegung werkstoffspezifischer Prozess­strategien und die Bahnplanung. Für alle Entwicklungen wurde exemplarisch die Aluminiumlegierung EN AW-6082 als Versuchswerkstoff gewählt, welche z. B. im Werkzeug- und Formenbau zum Einsatz kommt.